“砒砂巖遇水松軟、遇風(fēng)剝蝕，工程技術(shù)條件差，治理難度高。而我們要在這上面修一條高速公路。”準(zhǔn)格爾旗高等級(jí)公路投資有限責(zé)任公司總工程師郝俊杰自豪地說(shuō)。
在鄂爾多斯高原與晉陜黃土高原交匯的溝壑縱橫地帶，一條穿越“地球環(huán)境癌癥”砒砂巖區(qū)的高速公路正在創(chuàng)造奇跡。S26納日松至長(zhǎng)灘高速公路，這個(gè)內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”重點(diǎn)工程，不僅面臨著黃土丘陵溝壑地貌的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，更以一場(chǎng)科技創(chuàng)新攻堅(jiān)戰(zhàn)，書寫著內(nèi)蒙古交通建設(shè)史上的新篇章。
信息化賦能，打造“平安百年品質(zhì)工程”
“這是內(nèi)蒙古自治區(qū)最為復(fù)雜的建設(shè)項(xiàng)目之一。”項(xiàng)目總工程師站在64米高的墩柱前坦言。項(xiàng)目區(qū)海拔高度820—584.6米，最大相對(duì)高差達(dá)百米以上。
面對(duì)如此復(fù)雜的地形，傳統(tǒng)的測(cè)量手段顯得力不從心。“人工測(cè)量橫斷面不僅困難且不準(zhǔn)確，還存在安全隱患。”測(cè)量工程師介紹。
這時(shí)，一群無(wú)人機(jī)“脖掛”雷達(dá)，一頭扎進(jìn)群山。無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，徹底改變了這一困境，項(xiàng)目創(chuàng)新采用無(wú)人機(jī)掛載測(cè)距雷達(dá)技術(shù)，取得了第一手準(zhǔn)確的地面數(shù)字資料。
更為重要的是，通過(guò)先進(jìn)設(shè)計(jì)軟件建立的數(shù)字地面模型，精準(zhǔn)再現(xiàn)了項(xiàng)目區(qū)的真實(shí)地形。這個(gè)高精度模型可以提取任意橫斷面數(shù)據(jù)、橋梁邊線地面數(shù)據(jù)等，為路基邊坡穩(wěn)定性分析、填挖邊界控制、橋梁墩臺(tái)布置等提供可靠依據(jù)。
“可以說(shuō)，是在科技的助力下，我們用更智能、更安全、更精準(zhǔn)的方式，為項(xiàng)目畫好了藍(lán)圖。” 準(zhǔn)格爾旗高等級(jí)公路投資有限責(zé)任公司質(zhì)檢部長(zhǎng)陳海斌說(shuō)。
如今，走進(jìn)項(xiàng)目智慧工地指揮中心，巨大的電子屏幕上實(shí)時(shí)顯示著各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)。信息化管理已成為賦能“平安百年品質(zhì)工程”從理念走向現(xiàn)實(shí)的核心驅(qū)動(dòng)力。
“我們通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、流程再造和智能協(xié)同，將工程建設(shè)從傳統(tǒng)依賴經(jīng)驗(yàn)的模式，升級(jí)為現(xiàn)代化、可預(yù)測(cè)、可控制的精益管理模式。”信息化負(fù)責(zé)人白冉輝表示。
面對(duì)全線31座橋梁、15座天橋，高填方路段35段、深挖方路段51段的復(fù)雜情況，項(xiàng)目搭建了信息化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)土石方調(diào)度的可視化管理。
“本項(xiàng)目路基土方量大，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量多，地形條件復(fù)雜，傳統(tǒng)的調(diào)度方式難以應(yīng)對(duì)。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，信息化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)挖掘、運(yùn)輸、壓實(shí)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)度，有效管控施工質(zhì)量。
在K28+400—K28+950段深挖路塹施工中，信息化平臺(tái)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。當(dāng)開挖至二級(jí)平臺(tái)時(shí)，邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)了邊坡變形跡象，通過(guò)數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)了古滑坡體復(fù)活的可能，為后續(xù)治理贏得了寶貴時(shí)間。
“現(xiàn)代高端科技的應(yīng)用體現(xiàn)在我們工程的方方面面。”準(zhǔn)格爾旗高等級(jí)公路投資有限責(zé)任公司總工程師郝俊杰說(shuō)。
筑牢智慧防線：構(gòu)建可量化、可追溯的安全質(zhì)量管控新范式
面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件帶來(lái)的多重安全挑戰(zhàn)，S26納龍高速項(xiàng)目以智能化、系統(tǒng)化手段筑牢安全生產(chǎn)防線，推動(dòng)安全管理從“被動(dòng)應(yīng)對(duì)”向“主動(dòng)預(yù)控”轉(zhuǎn)型升級(jí)。
在責(zé)任落實(shí)方面，項(xiàng)目全面推行“一崗雙責(zé)”，實(shí)現(xiàn)安全責(zé)任全員覆蓋。創(chuàng)新引入“工點(diǎn)安全健康碼”體系，通過(guò)紅、黃、綠三色動(dòng)態(tài)標(biāo)識(shí)各工點(diǎn)安全狀態(tài)。工作人員掃碼即可清晰掌握風(fēng)險(xiǎn)分布、參建單位履職情況及網(wǎng)格員信息，并可隨時(shí)登記隱患，實(shí)現(xiàn)安全信息“一碼統(tǒng)覽、一鍵上報(bào)”。
人員管理實(shí)現(xiàn)全程數(shù)字化。每位產(chǎn)業(yè)工人擁有專屬“安全身份碼”，完整記錄個(gè)人檔案、安全培訓(xùn)及違規(guī)行為。項(xiàng)目創(chuàng)新構(gòu)建線上安全教育平臺(tái)，依托人臉識(shí)別技術(shù)高效完成安全交底、培訓(xùn)與考試，自動(dòng)生成“一人一檔”電子資料，實(shí)現(xiàn)人員準(zhǔn)入與過(guò)程管理的無(wú)縫銜接。
設(shè)備安全管理同樣智慧高效。通過(guò)“一機(jī)一碼”建立設(shè)備電子身份證，集成設(shè)備信息、驗(yàn)收記錄與維保歷史。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，智能推送維保提醒，并對(duì)大型特種設(shè)備加裝物聯(lián)網(wǎng)傳感器，實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康狀態(tài)的在線感知與預(yù)警。
項(xiàng)目還構(gòu)建了可量化的安全績(jī)效評(píng)價(jià)體系，融合積分管理、紅黃碼預(yù)警與“智控指數(shù)”等多維數(shù)據(jù)，為安全管理考核提供科學(xué)依據(jù)。所有人員、設(shè)備、隱患及安全活動(dòng)數(shù)據(jù)均實(shí)現(xiàn)電子化歸檔、可視化分析與全流程追溯，構(gòu)建起“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、閉環(huán)管理”的安全治理新格局。
在質(zhì)量管控方面，項(xiàng)目建立起貫穿全程的數(shù)字質(zhì)控體系。對(duì)橋梁橡膠支座實(shí)施“一座一碼”精細(xì)管理，確保產(chǎn)品質(zhì)量全程可追溯。預(yù)應(yīng)力張拉壓漿數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)上傳，以“數(shù)據(jù)鐵籠”保障檢測(cè)真實(shí)公正，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵工序的精準(zhǔn)受控。
64米高墩，毫米級(jí)的精度把控
“一橋飛架南北，天塹變通途。”施工現(xiàn)場(chǎng)，準(zhǔn)格爾旗高等級(jí)公路投資有限責(zé)任公司黨群工作部長(zhǎng)萬(wàn)惠隆指著高速路中一段段跨越群山的橋梁和橋下最高達(dá)64米的高墩，吟誦起毛澤東在《水調(diào)歌頭·游泳》中的詩(shī)句。
納龍高速全線橋梁長(zhǎng)度達(dá)12公里，橋梁占比近22%，最高墩柱64米，相當(dāng)于20層樓高。這樣的高墩施工，精度保障成為關(guān)鍵技術(shù)難題。
“64米高墩的施工精度保障是一個(gè)系統(tǒng)性工程。”施工技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，項(xiàng)目建立了高精度測(cè)量控制體系，使用高精度全站儀和電子水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，并定期復(fù)測(cè)確保基準(zhǔn)無(wú)誤。
針對(duì)高墩垂直度控制，項(xiàng)目采用“天頂儀法”進(jìn)行垂直度控制，通過(guò)向上投射鉛垂線將基準(zhǔn)點(diǎn)傳遞到施工模板頂面。同時(shí)，使用全站儀三維坐標(biāo)法進(jìn)行校核，實(shí)現(xiàn)“雙檢核”確保萬(wàn)無(wú)一失。在模板工程方面，采用強(qiáng)度、剛度足夠的大塊鋼模板，減少接縫數(shù)量。每節(jié)模板安裝前，都對(duì)已澆筑段混凝土頂面進(jìn)行鑿毛和測(cè)量放樣，通過(guò)千斤頂、手拉葫蘆等工具精細(xì)調(diào)整模板位置。
混凝土澆筑同樣講究，采用分層對(duì)稱、均勻澆筑方式，每層厚度控制在30至50厘米，防止模板因受力不均產(chǎn)生偏移。
暮色四合，鄂爾多斯高原的溝壑被夕陽(yáng)染成一片溫暖的橙紅。當(dāng)最后一抹余暉灑落，S26納龍高速工地上，一個(gè)個(gè)橋墩如鋼鐵巨樹般拔地而起，在蒼穹下勾勒出清晰的剪影。
創(chuàng)新工法，就地架設(shè)天橋打通節(jié)點(diǎn)工程
為嚴(yán)格保護(hù)黃河流域生態(tài)環(huán)境，S26納龍高速項(xiàng)目毅然放棄了在河道挖砂取料的傳統(tǒng)做法，直面橋涵眾多、優(yōu)質(zhì)路床填料匱乏的工程挑戰(zhàn)。
項(xiàng)目組創(chuàng)新性地將目光投向區(qū)內(nèi)儲(chǔ)量豐富的黃土狀粉土，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，成功研發(fā)出可完全替代砂礫的水泥穩(wěn)定土。此項(xiàng)技術(shù)不僅攻克了用改良土填筑路基的材料與工藝難題，更總結(jié)出一套成熟可靠的施工工法，為黃河流域生態(tài)敏感區(qū)的公路建設(shè)提供了全新的“綠色方案”，以實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新踐行了生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展的核心使命。
而在深路塹現(xiàn)澆天橋施工中，項(xiàng)目創(chuàng)新采用逆作法施工工藝，顛覆了傳統(tǒng)的“先挖路基、后施工天橋”流程。這種“先建橋、后挖基”的工藝，解決了山區(qū)唯一村道施工期間保通的難題，同時(shí)規(guī)避了高邊坡支架的安全風(fēng)險(xiǎn)。
“旁邊架橋，舊有道路還能正常通行。過(guò)往車輛不用繞路，老百姓日常通行也更安全。”準(zhǔn)格爾旗高等級(jí)公路投資有限責(zé)任公司黨支部副書記、總經(jīng)理付二全說(shuō)，“不僅如此，這樣的施工方式可縮短工期約30%，單座天橋可節(jié)約成本約4%，同時(shí)減少臨時(shí)占地，更大程度地保護(hù)了綠水青山，也為類似地形條件下的工程施工提供了新思路。”
這座由精密算法與匠心澆筑而成的道路，不僅承載著未來(lái)川流不息的車輛，更在靜謐的黃昏中，無(wú)言訴說(shuō)著建設(shè)者將天塹變通途的誓言。
工業(yè)固廢，“變廢為寶”的綠色實(shí)踐
在“雙碳”目標(biāo)背景下，項(xiàng)目的工業(yè)固廢應(yīng)用研究尤為引人注目。S26納龍高速承擔(dān)“‘雙碳’背景下工業(yè)固廢在公路工程的應(yīng)用示范及碳減排效益研究”的課題組，在施工過(guò)程中也探索著將冶煉渣、粉煤灰、煤矸石等工業(yè)固廢應(yīng)用于公路建設(shè)。
“我們希望通過(guò)研究，找到讓工業(yè)固廢資源化利用率更高的應(yīng)用路徑。”課題負(fù)責(zé)人表示。研究顯示，粉煤灰是煤粉在電廠鍋爐中燃燒后，從煙氣中收集的細(xì)灰。作為一種工業(yè)副產(chǎn)品，它在混凝土中作為礦物摻合料使用已有數(shù)十年歷史，被稱為“綠色建材”的關(guān)鍵成分之一。其作用不僅僅是替代部分水泥以節(jié)約成本和環(huán)保，更重要的是它能顯著改善和優(yōu)化混凝土的多項(xiàng)性能。
項(xiàng)目開展了摻粉煤灰的水泥混凝土研究，進(jìn)一步了解混凝土的性能變化，研究不同摻量的新拌混凝土的工作性與早期性能 和硬化混凝土的力學(xué)性能與長(zhǎng)期耐久性的材料性能發(fā)展規(guī)律，同時(shí)，總結(jié)施工工藝及質(zhì)量控制方法。
這項(xiàng)研究不僅能夠?qū)崿F(xiàn)“變廢為寶”，還能顯著降低碳排放。據(jù)估算，使用工業(yè)固廢材料可以降低工程碳排放量，為公路行業(yè)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)提供技術(shù)路徑。
從無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)測(cè)量到信息化系統(tǒng)管控，從智能化施工監(jiān)控到工業(yè)固廢資源化利用，S26納龍高速項(xiàng)目正在用科技創(chuàng)新破解著每一個(gè)工程難題。這條穿行于黃土溝壑間的高速公路，不僅是一條交通要道，更成為內(nèi)蒙古交通建設(shè)科技創(chuàng)新的試驗(yàn)場(chǎng)和示范田，昭示著在科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)下，內(nèi)蒙古的交通建設(shè)正在向著更安全、更高效、更環(huán)保的方向邁進(jìn)。
S26納龍高速仿佛一座連接傳統(tǒng)與未來(lái)的豐碑，橋墩之上，是即將鋪展的康莊大道；橋墩之下，是牧民趕著羊群悠然穿過(guò)生態(tài)天橋的身影?？萍寂c人文在此刻交匯，冷峻的鋼筋混凝土，也被賦予了溫暖的底色。（曉孫/文 楊坤/攝影）
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